混合动力船舶的能量管理与控制策略

考虑到能源和环境的问题日益突出,开发低能耗、低排放的绿色船舶成为当今船舶工业的首要任务,设计混合动力船舶电力推进系统的架构,研究一套基于规则的混合动力船舶能量管理策略,提出AC/DC与双向DC/DC变换器的协同控制方法.该能量管理策略成功应用于混合动力船舶.能效数据分析证实,该混合动力船舶具有排放少、能耗低、噪声污染少的优点,具有很好的实际应用与推广价值.     

超级电容及能量管理系统在起重机中的应用

为使起重机在落货时,通过控制DC/DC变换器,用超级电容回收再生能量,根据起重机的工作特点,在VB 6.5环境下,设计通信和动态数据处理程序,构建采用超级电容及能量管理系统的能量管理实时监控系统.实验装置的试验结果表明,采用能量管理实时监控系统,可以控制超级电容充电时间,提高装卸机械的运行性能.     

船舶空调热舒适控制策略

针对传统船舶空调PID控制动态性能和抗干扰能力弱的缺点,设计一种将PID控制与模糊理论相结合的模糊PID控制。利用MATLAB,分别对传统的PID控制、模糊控制和模糊PID控制进行仿真比较,发现模糊PID控制具有控制精度高、超调小、波动小、动态响应快的特点。船舶航行于复杂的环境中,舱室内热舒适温度随着外界环境变化需不断调整,对船舶空调温度控制系统采用模糊PID控制可以精确、快速地使船舶舱室达到热舒适的状态。     

基于SIHC仿真平台的船舶航向控制算法性能测试

为比较各种船舶控制算法的性能,利用船舶智能操控（Ship Intelligent Handling and Control,SIHC）仿真平台和MATLAB软件,分别从航向跟踪、航向保持两个方面对该平台集成的普通PID自动舵、模糊自 整定PID自动舵进行性能评判及控制性能测试.从测试结果可知,在航向保持方面,就一般船型而言,模糊自整定PID自动舵的性能优于普通PID自动舵;在航向跟踪方面,普通PID自动舵和模糊自整定PID自动舵的控制性能近乎一致,在某些环境或船型下,普通PID自动舵稍胜一筹.     

基于PLC的模糊PID船舶自动舵

为提高船舶操舵控制系统的性能,用比例微分积分(Proportion Integration Differentiation,PID)参数模糊自整定算法,改进S7-200 PLC的PID参数自整定继电反馈算法的缺点,设计基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)的模糊PID船舶自动舵.仿真结果表明,基于PLC的模糊PID船舶自动舵具有较好的快速性、鲁棒性和稳定性.     

具有横倾抑制功能的船舶PID微分补偿航向控制

为改善船舶航向自动舵性能和减小船舶转向时的横倾幅度,提出一种基于模糊逻辑控制和滑模PID微分补偿的船舶航向保持控制策略。分析PID控制的积分超调问题和船舶转向时的横倾特点。对PID控制进行滑模变形,并引入微分项对PID控制的积分项进行补偿以消除积分超调。以横倾角和横倾角速度为输入设计模糊控制规则,对滑模PID微分补偿控制器参数进行调节以减小转向时横倾角。以集装箱船"MV KOTA SEGAR"MMG模型为控制对象进行MATLAB仿真。仿真结果表明:该控制器能够减小船舶转向时的横倾幅度,最大横倾抑制率可达71%;解决了PID控制的积分超调问题,具有参数易调节等特点。     

增程式混合动力集装箱龙门起重机能量智能控制策略

针对集装箱龙门起重机的具体工况需求和特点，构建一种适用于集装箱龙门起重机的增程式混合动力系统，提出并分析该动力系统的能量智能控制策略，设计相应的智能控制模型.通过以动力电池组的荷电状态（State Of Charge, SOC）和集装箱龙门起重机运行能量需求为模糊输入，以动力电池组的充电功率为模糊输出，实现了对增程式混合动力系统的智能控制.仿真结果验证了该控制策略和控制模型的可行性和有效性.     

一种基于PD与模糊复合控制的船舶航向变结构控制器

对一种PD控制器和模糊控制器有机结合的船舶航向复合控制方法进行了研究。该方法利用PD控制器的快速性和模糊控制器的鲁棒性进行船舶航向控制,以解决PID控制器在高频干扰下难以保持航向以及普通模糊控制器不能同时兼顾大角度转向控制和小角度航向保持性能要求这两个问题。文中论述了系统结构和控制方法,仿真试验证明了该方法的合理性和有效性。     

基于自适应模糊PID控制的气缸定位

气缸在低速运动时会出现抖动现象,即爬行现象,这严重地影响了系统稳定性和定位精度。为了提高系统性能,针对气动位置控制的非线性特征,提出了基于自适应模糊PID控制的气缸定位控制系统。通过建立气缸的数学模型,基于simulink分别采用PID、模糊控制和自适应模糊PID控制对气缸运动控制进行了仿真研究,仿真结果表明:自适应模糊PID控制系统结合了模糊控制和PID控制的优点,减小了气缸爬行现象对位置控制精度的影响。     

模糊自适应PID控制在水族箱恒温系统中的控制研究

针对水族箱加热控制系统具有温度滞后、非线性,加热装置实时性差等问题,提出一种模糊自适应PID控制方法。该方法结合了传统PID控制和模糊FUZZY控制算法,根据自定义的模糊规则实现PID参数的在线寻优,实现参数的最佳匹配;利用Matlab中的Simulink功能建立水族箱水温系统模型进行仿真分析。Matlab/Simulink仿真结果显示,模糊自适应PID控制较传统PID控制具有更好的响应速度和鲁棒性,为水温控制系统提供了新的控制策略。     

基于Reflex TM充电策略的锂离子电池充电器设计

为实现动力锂离子电池的高效快速充电,采用非耗散型的Reflex TM充电方法,消除充电过程中的极化现象,在分析改变充电电流参数对充电过程的优化作用基础上,提出一种变流变频充电控制策略.设计双向DC-DC变换器及其控制电路,实现可变流变频的Reflex TM充电策略.通过改变正负脉冲幅值和占空比等实验,验证其可行性和有效性.     

MMC在船舶中压直流电力系统中的应用

在船舶中压直流(medium voltage direct current,MVDC)电力系统中,为解决功率为36 MW的发电机电压的整流问题,建立适用于船舶MVDC电力系统的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)模型。在空间矢量控制方法的基础上,加入桥臂电压控制。在直流电压为5kV及负载不同的情况下,应用MATLAB/Simulink对该模型进行仿真,验证模型和控制方法的有效性。基于此,研究该模型在不同直流电压(5~30 kV)等级下的性能表现。仿真结果表明:在36MW/5 kV的额定工况下MMC存在效率低的问题;直流电压等级对MMC输出直流电压的纹波影响不大,但对MMC的效率有明显的影响。     

高压全桥直流变换器的自启动自激励电路设计

讨论了DC/DC直流变换器的自启动、自激励电路的设计原理 ,对实际电路进行了制作和调试。实验结果表明 ,各项性能指标均达到了预定的设计要求。这对于研究新型电力电子器件在变流、变频技术中的应用是一个有益的尝试。     

基于Matlab的单闭环直流调速系统仿真实验设计

分析Matlab/Simulink仿真技术在转速单闭环直流调速系统中的应用.考虑了转速有静差和无静差两种情况,采用面向电气原理结构图的仿真方法建立仿真模型;给出主电路和控制电路的参数设置方法,同时改变转速调节器的参数设置,对单闭环直流调速系统的调速性能进行仿真实验分析,并给出直流电动机的转速和电枢电流仿真波形.实验结果表明,单闭环直流调速系统的调速性能仿真结果与理论推导的调速性能一致,对实验教学有一定的指导意义.     

一种电能收集充电器模型的设计

设计了一种电能收集充电器模型,该充电器的核心为直流电源变换器,将从直流电源中吸收的电能转移到可充电电池充电中．系统根据输入电压不同采用HT7712和HT7750来构建充电控制电路,通过HT46E47单片机进行功率最大点的监测．直流电源输入电压为20V时候,实现以最大144．95mA的电流向可充电池充电;直流电源电压下降到0．13V时,系统依然实现对可充电池充电;同时系统具有实现自动启动充电等功能．     

Single-stage active clamp power factor correction AC/DC converter

A simple single-stage AC/DC converter circuit with active clamp is presented. The operation theory and state are analyzed. The experimental results show that the voltage across main switch can be clamped to a certain value,and zero voltage switching (ZVS) can be achieved. The voltage stress and switching loss are both decreased. In range of the whole load,power factors can be always more than 97%,and the highest efficiency can reach 88%.     

桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制

介绍一种桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制方法。为实现对小车的位置和抓斗的摆动分别控制而设计了两个控制回路,其中一个回路采用常规的PID算法来调节小车的位置和速度,同时另一个回路则利用模糊逻辑控制器来消除抓斗的摆动。仿真结果表明了该方法的可行性,与线性状态反馈控制(LQR)相比,该方法对不同的绳长有着较好的鲁棒性。